基于FPGA的列车信号采集系统设计与研究.pdfVIP

Ｎｏ．３ 微　处　理　机 第３期 　 　 　 Ｊｕｎ．，２０１４　 ＭＩＣＲＯＰＲＯＣＥＳＳＯＲＳ ２０１４ 年６ 月 基于ＦＰＧＡ 的列车信号采集系统设计与研究 陈安林，刘　继，林腾达 （同济大学铁道与城市轨道交通研究院，上海２０１８０４） 　　摘　要：列车工况信号对列车故障检测与分析有重要意义。以Ｃｙｃｌｏｎｅ 系列ＦＰＧＡ、ＡＤ９２２０、 Ⅲ ＳＲＡＭ作为主要器件，利用ＭＡＸ０３８ 输出信号以模拟列车工况信号，再对信号进行采集、存储进行 系统设计与分析。为保证系统的稳定性和可靠性，制作了ＰＣＢ板对系统进行测试。 关键词：信号采集；ＡＤ９２２０；静态数据存储器；现场可编程门阵列 ＤＯＩ编码：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２ －２２７９．２０１４．０３．０２０ 中图分类号：ＴＰ３　 　文献标识码：Ａ　 　文章编号：１００２ －２２７９（２０１４）０３ －００７０ －０２ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｔｒａｉｎ Ｄａｔａ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ ＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄ ｏｎ ＦＰＧＡ ＣＨＥＮ Ａｎ－ｌｉｎ，ＬＩＵ Ｊｉ，ＬＩＮ Ｔｅｎｇ－ｄａ （Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＲａｉｌｗａｙ ＆ＵｒｂａｎＲａｉｌ Ｔｒａｎｓｉｔ，Ｔｏｎｇｊｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１８０４，Ｃｈｉｎａ） 　　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｉｇｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｉｎ ｗｏｒｋｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｉｓ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆａｕｌｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｔｒａｉｎｓ．Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｍｕｌａｔｅｓｓｉｇｎａｌｓｏｆｔｒａｉｎｗｏｒｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎｓａｃｉｒｃｕｉｔｍａｉｎｌｙ ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ ｃｈｉｐ，ＡＤ９２２０ ａｎｄ ｓｔａｔｉｃ ＲＡＭ，ｗｈｉｃｈ ｅｎａｂｌｅｓ ｈｉｇｈ －ｓｐｅｅｄ ｄａｔａ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｄａｔａ ｓｔｏｒａｇｅ．Ａ ＰＣＢ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｔｏ ｐｒｏｔｅｃｔ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｄａｔａ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ；ＡＤ９２２０；ＳＲＡＭ；ＦＰＧＡ １　引　言 （模数转换）芯片采集数据，每采一个数据便通过 ＦＰＧＡ将数据存入到ＳＲＡＭ芯片当中，这样能高速 铁道车辆的大幅提速给人们生活带来了极大方 采集一长段连续数据；当需要读取时，再通过ＦＰＧＡ 便，而列车安全问题也越来越引起人们的关注，因此 将数据从 ＳＲＡＭ当中读出。主要针对前端数据采 列车故障检测与分析的重要性就突显出来。高铁在 集与存储部分，故后端处理不做分析。 运行过程中，轮对等转向架部件磨损十分剧烈，并且 前端数 后端 部件的微小偏差也可能引起重大事故。在实际故障